Giải bài 1 trang 25 SGK Hình học 12


Tính thể tích khối tứ diện đều cạnh a.

Đề bài

Tính thể tích khối tứ diện đều cạnh \(a\).

Video hướng dẫn giải

Phương pháp giải - Xem chi tiết

+) Gọi \(AH\) là đường cao hạ từ đỉnh \(A\) của tứ diện đều \(ABCD\) \(\left({H \in (BCD)} \right)\).

+) Do tứ diện \(ABCD\) đều, chứng minh \(H\) là trọng tâm tam giác \(ABC\).

+) Sử dụng định lí Pytago tính độ dài \(AH\).

+) Áp dụng công thức tính thể tích: \({V_{ABCD}} = \dfrac{1}{3}AH.{S_{BCD}}\).

Lời giải chi tiết

Cho tứ diện đều \(ABCD\). Hạ \(AH \bot \left( {BCD} \right)\)

Dễ dàng chứng minh được \({\Delta _v}AHB = {\Delta _v}AHC = {\Delta _v}AHD\,\,\left( {ch - cgv} \right) \) \(\Rightarrow HB = HC = HD,\) do đó H là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác \(BCD\).

Do \(BCD\) là tam giác đều nên \(H\) là trọng tâm của tam giác \(BCD\).

Gọi \(M\) là trung điểm \(CD\) thì \(BM\) vừa là trung tuyến vừa là đường cao trong tam giác.

Ta có: \(BM = BD\sin {60^0} = \frac{{a\sqrt 3 }}{2}\)

Do đó \(BH  = \frac{2}{3}BM= \displaystyle{2 \over 3}.{{\sqrt 3 } \over 2}a = {{\sqrt 3 } \over 3}a\)

Áp dụng định lí Pitago trong tam giác vuông \(ABH\) ta có: \(A{H^2} = A{B^2} - B{H^2} = {a^2} - \dfrac{{{a^2}}}{3} = \dfrac{{2{a^2}}}{3} \) \(\Rightarrow AH = \dfrac{{a\sqrt 6 }}{3}\)

Do tam giác \(BCD\) đều cạnh \(a\) nên: \({S_{BCD}} = \dfrac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4}\)

Vậy \({V_{ABCD}} = \dfrac{1}{3}AH.{S_{BCD}} \) \(= \dfrac{1}{3}.\dfrac{{a\sqrt 6 }}{3}.\dfrac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} \) \(= \dfrac{{{a^3}\sqrt 2 }}{{12}}.\)

Loigiaihay.com


Bình chọn:
4.6 trên 36 phiếu

>> Xem thêm

Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 12 - Xem ngay

>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2024 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.